Question

16．如图所示，在水平地面上有一个质量为m=5kg的物体，物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，g取10m/s²，求当物体受到与水平方向成53°角斜向上的大小为50N的拉力F时，物体的加速度多大？物体由静止开始运动时，2s末物体的位移多大？

Answer 1

分析 （1）对物体受力分析，根据竖直方向上力的平衡求出支持力的大小，进而得物体对地面的正压力，再根据F_f=μF_N求出物体所受的摩擦力大小，最后根据牛顿第二定律求出物体的加速度；
（2）知道物体的加速度和运动时间，根据x=$\frac{1}{2}$at²求出物体的位移．

解答 解：物体对地面的正压力：
F_N=mg-Fsin53°=5kg×10m/s²-50N×0.8=10N，
则物体与地面间的滑动摩擦力：
F_f=μF_N=0.5×10N=5N，
根据牛顿第二定律可得，Fcos53°-F_f=ma，
则物体的加速度：
a=$\frac{Fcos53°-{F}_{f}}{m}$=$\frac{50×0.6-5}{5}$m/s²=5m/s²．
2s末物体的位移：
x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×5m/s²×（2s）²=10m．
答：物体的加速度为5m/s²；物体由静止开始运动时，2s末物体的位移为10m．

点评 本题主要考查学生对牛顿第二定律和匀变速直线运动位移时间公式的掌握和应用，关键是公式及变形公式的灵活运用，属于基础性题目，比较简单．